Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Biologi

Et skadedyr af vores egen produktion:Afslører den ikke-så-tyske kakerlaks sande oprindelse

Tyske kakerlakker har en høj reproduktionsrate. Kredit:Matt Bertone og Coby Schal fra North Carolina State University

Tyske kakerlakker trives i bygninger over hele verden. De er en af ​​de mest almindelige kakerlak-arter, der forårsager problemer for folk både her og i udlandet. Men i naturen er de ingen steder at finde.



Hvordan denne byskadedyr udviklede sig og befolkede vores boliger, var ukendt – indtil nu.

Vi brugte DNA-sekventering til at studere den tyske kakerlak (Blattella germanica) og spore dens oprindelse tilbage til Østindien og Bangladesh.

Det er en fascinerende historie om, hvordan mennesker muliggjorde udviklingen og spredningen af ​​et af vores mest hadede skadedyr.

En tysk gåde

Spotlyset faldt på stjernen i vores historie i Østeuropa, da den blev set i hærens fødevarebutikker under Syvårskrigen (1756-63). Hver af de modsatte kræfter opkaldte kakerlakken efter den anden - russerne kaldte den "den preussiske kakerlak", mens britiske og preussiske soldater kaldte den "den russiske kakerlak."

Så i 1767 klassificerede og navngav den svenske biolog Carl Linnaeus arten (Blatta germanica). Blatta er latin for "undgår lyset" og germanica, fordi de prøver, han undersøgte, blev indsamlet i Tyskland. (Slægten blev senere ændret til Blattella for at gruppere de mindre varianter af kakerlakker sammen.)

Til sidst opdagede videnskabsmænd beslægtede arter med lignende anatomi i Afrika og Asien. De foreslog forskelligt, at den tyske kakerlak først kunne have udviklet sig i enten Afrika eller Asien, før den fortsatte med at dominere verden.

Men de havde ingen mulighed for at teste deres teorier. Det gør vi.

Indtast gensekventering

Vi tog DNA-prøver fra 281 kakerlakker i 17 lande rundt om i verden.

Derefter sammenlignede vi DNA-sekvenserne for en bestemt genetisk region, kaldet CO1. Dette er kendt som "DNA-stregkodning."

Da vi sammenlignede den tyske kakerlak med lignende arter fra Asien, fandt vi et match. Rækkefølgen af ​​den tyske kakerlak var næsten identisk med den for Blattella asahinai fra Den Bengalske Bugt.

Mere end 80 % af vores prøver af tyske kakerlakker matchede perfekt. De resterende 20 % afveg knap nok.

Det betyder, at de to arter adskilte sig fra hinanden for blot 2.100 år siden – et øjenblink i evolutionære termer.

Fra Den Bengalske Bugt til verden

Vi tror, ​​at B. asahinai tilpassede sig at leve sammen med mennesker, efter at landmændene ryddede deres naturlige habitat, ligesom andre arter har gjort det.

Så forfædrene til B. asahinai flyttede fra indiske marker ind i bygninger og blev afhængige af mennesker. Men hvordan spredte de sig så over hele verden?

For at besvare dette spørgsmål analyserede vi et andet sæt DNA-sekvenser fra kakerlakgenomet.

Denne gang studerede vi DNA-sekvenser kendt som SNP'er (single nucleotid polymorphisms). Ved at bruge vores prøver fra 17 lande på tværs af seks kontinenter var vi i stand til at finde ud af, hvordan den tyske kakerlak spredte sig fra deres hjemland og rundt om i verden.

Den første migrationsbølge dukkede op fra Den Bengalske Bugt for omkring 1.200 år siden og rejste mod vest. Det er sandsynligt, at kakerlakkerne tog en tur med handlende og hære fra de ekspanderende islamiske umayyader og abbasidiske kalifater.

Den næste bølge bevægede sig mod øst for omkring 390 år siden ind i Indonesien. De rejste sandsynligvis med europæiske handelskompagnier, såsom British East India Company eller Dutch East India Company. Adskillige sådanne virksomheder handlede på tværs af Sydøstasien og tilbage til Europa fra begyndelsen af ​​det 17. århundrede.

Vores forskning tyder på, at tyske kakerlakker ankom til Europa for omkring 270 år siden, hvilket matcher de historiske optegnelser fra Syvårskrigen.

Den tyske kakerlak spredte sig derefter fra Europa til resten af ​​verden for omkring 120 år siden. Denne globale ekspansion er i overensstemmelse med historiske optegnelser om denne nye art i forskellige lande.

Vi mener, at global handel lettede denne spredning, fordi tættere beslægtede befolkninger findes i lande med kulturelle forbindelser, snarere end lande, der blot er tæt på hinanden. I overensstemmelse med dette fandt vi en anden ekspansion i Asien – nord og øst til Kina og Korea – for omkring 170 år siden.

Da dampdrevne skibe erstattede sejlskibe, blev blafferne transporteret hurtigere. Kortere rejsetider betød, at de var mere tilbøjelige til at ankomme i live og invadere nye lande.

Derefter skabte forbedringer i boliger, såsom VVS og indendørs opvarmning, betingelser, der var befordrende for at overleve og trives i bygninger over hele verden.

Hvorfor er kakerlakker så svære at dræbe? (Ameya Gondhalekar, TED-Ed)

Våbenkapløbet til skadedyrsbekæmpelse

Selvfølgelig kan folk ikke lide kakerlakker, så angribernes overlevelse afhang af deres evne til at forblive skjult.

Den tyske kakerlak udviklede sig til at blive nataktiv (som navnet antyder) og undgå åbne områder. Den holdt op med at flyve, men beholdt dog sine vinger.

Disse kakerlakker er berygtede for deres evne til hurtigt at udvikle resistens over for mange af de insekticider, der bruges i overfladespray. Modstand kan vise sig inden for få år. Dette gør udfordringen med at finde nye aktive ingredienser vanskelig på grund af de høje omkostninger ved opdagelse, sikkerhedstest og registrering.

Kakerlak lokkemad var billige og effektive, da de blev introduceret i 1980'erne. Men de blev hurtigt mindre effektive mod tyske kakerlakker. Det er fordi lokkemaden brugte sukker til at friste kakerlakker. Kakerlakker med en "sød tand" blev dræbt, mens de, der foretrak anden smag, overlevede og reproducerede sig.

Mens vi udvikler nye strategier til at kontrollere tyske kakerlakker, er vi nødt til at overveje, hvordan de kan udvikle sig for at undgå angreb. Hvis vi forstår, hvordan modstand opstår, kan vi finde bedre måder at modangreb på. Vi kan identificere svage punkter at udnytte.

Den tyske kakerlak vil trods alt fortsætte med at udvikle sig og tilpasse sig for at holde sig i live, så våbenkapløbet mellem os og kakerlakken vil fortsætte i mange år fremover.

Leveret af The Conversation

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.




Varme artikler